农业实践如传统耕作、土壤施用化肥和有机肥、牲畜高放养率和过度放牧都被认为是农业面源污染的潜在原因,并导致许多流域水质面临威胁。在农场和流域层级上管理农业污染,需要对环境和经济目标间进行权衡。然而精准地量化农业活动导致的污染损失是主要挑战。
这份报告总结评价了英国诺福克文瑟姆河流域称为Farmscope的农业决策支持工具。这是环境局和克兰菲尔德大学的一个合作硕士研究项目。
在这项研究中,ADAS Farmscoper(污染物减排的农场规模优化模型)决策支持工具(V.2.1)用于评估农业面源污染负荷(硝酸盐和沉积物)和量化文瑟姆流域农场缓解污染使用方法所需要的成本效益。该模型运用了两种土壤类型(可渗透和不可渗透),和四种作物(甜菜,冬小麦,冬油菜和春大麦)。
运用Farmscoper预测出了最有效和最经济合适的措施,用以控制源头、传输或沉积物和硝酸盐对水系的贡献。对于减沙,选用“土地管理”和“交付管理”计划,对于减少硝酸盐,选用“养分管理”和“交付管理”计划来激活该模型中相应的缓解措施。
根据有效性和成本排名,对减少硝酸盐或沉积物排名前九项的措施通过文献(尼克斯农场管理袖珍本)和农艺师采访(2个诺福克农民活动,并通过电子邮件)进行了验证。
被Farmscoper确定为排名前九位的措施是:
•降低种植系统
•利用植物提高氮肥利用率
•使用肥料推荐系统
•培育压实耕作土壤
•建立河岸缓冲带
•允许现场排水系统恶化
•建立秋季覆盖作物
•在春季而不是秋季培育作物用地
•春季套种谷物。
Farmscoper预测除了‘套种的春季谷物'成本远高于文献中公开值(注:只评估了6项缓解措施的成本),其它作物上述九项措施的Farmscoper预测成本值与发表文献中成本值差额均小于20英镑/公顷。
对Farmscoper推荐措施预测成本值与文献公开值进行污染物减排百分比比较,发现Farmscoper预测硝酸盐损失的准确性高于泥沙损失。对于所有的九项措施,文献中公开值和Farmscoper预测硝酸盐减少值之间的差异不超过23%。与此相反,两者泥沙减少百分比之差达到50%,如果考虑到没有采取“建立河岸缓冲带”和“减少种植系统'措施,其差异就更大了。这可以由流域的范围大加以解释,这些措施的有效性取决于当地的气候条件、土壤类型、植被组成。
来自农业科学家的缓解措施实施建议是要特定站点,并主要依赖农场规划、土壤类型、作物轮作、农民的农民认知和激励。还主要依靠认知和现实风险,如产量减少、病害、虫害和压实。在评价缓解措施的经济成效时,Farmscoper还不能考虑这些独特的因素。使用Farmscoper时很重要的一部分不确定性反映了特定地点的因素如土壤质地、坡度、降雨强度余量不足,和田地之间的连接性。
<注释一>
关于Farmscoper:它是一个有用的软件工具,用于农民和农学家对减缓措施的选择指导。该工具中的农场系统,可定制,是反映农耕整个英格兰和威尔士管理和环境条件的代表。该工具包含了超过100个缓解方法,其中包括许多最新Defra的缓解方法。
<注释二>
本摘要涉及硕士项目信息:
Samson Collie(2012)。在寻找成本效益的措施,以减少面源污染,在温苏姆流域评价Farmscoper的。未发表的硕士论文。克兰菲尔德大学。该硕士项目由环境局理事会资助,它提供了科学知识,工具和技术。